[일반물리학실험Ⅰ] 8장. 선운동량 보존법칙 (결과레포트)

소개글

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목차

1.실험 목적

2.실험 원리

3.실험 기구 및 재료

4.실험 방법

5.측정값

6.실험 결과

7.질문 및 토의

8.결론 및 검토

※참고문헌 및 출처

본문내용

실험b의 경우, 활차의 운동량과 역학적 에너지가 보존되는 완전 탄성 충돌로써 충돌 전 속도와 충돌 후 속도가 같아야 한다. 그러나 실험a와 실험b의 경우 V1이 V‘1(V’2)보다 크고 실험a의 상대오차가 5~10%, 실험b의 상대오차가 3~8%이므로 완전 탄성 충돌 운동을 한 것이라고 볼 수 없다.
실험c와 실험d 역시, 위의 실험원리에서 언급했다시피 운동량과 역학적 에너지가 보존되어야 하지만, 측정값과 이론값의 오차를 보이며 완전한 운동량과 역학적 에너지의 보존을 관찰 할 수 없었다.
실험e에서는 충돌 전 운동량(m1V1)은 충돌 후 운동량(m1 + m2)V‘1 로 보존되어야 하지만 25~28%의 다소 큰 상대오차를 보이며 이론값과의 차이를 보였다.
이로 인해 선운동량 보존법칙, 완전 탄성 충돌, 완전 비탄성 충돌에 관한 실험이 잘 되지 못했지만 오차요인을 감안하면 선운동량 mv는 보존된다고 볼 수 있을 거 같다.
질문 및 토의
1. 각각의 충돌실험에서 운동량이 몇%내에서 보존되는지 보이시오.]
a. 완전 탄성 충돌 -활차 1개
b. 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차
c. 완전 탄성 충돌 - 가벼운 활차에 힘
d. 완전 탄성 충돌 - 무거운 활차에 힘
e. 완전 비탄성 충돌
2. 각각의 충돌실험에서 역학적 에너지가 보존되는지 보이시오. 완전 비탄성 충돌실험의 경우 충돌 후 에너지 손실율을 계산하시오.
a. 완전 탄성 충돌 -활차 1개
충돌 전 충돌 후
b. 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차
충돌 전 충돌 후
c. 완전 탄성 충돌 - 가벼운 활차에 힘
충돌 전
충돌 후
d. 완전 탄성 충돌 - 무거운 활차에 힘
충돌 전
충돌 후
e. 완전 비탄성 충돌
충돌 전 충돌 후
에너지 손실율:
,
결론 및 검토
완전 탄성 충돌 실험(실험a,b,c,d)과 완전 비탄성 충돌 실험(실험e)을 통하여 선운동량 보존법칙을 알아보는 실험이었다. 실험을 하는 과정에서 여러 오차인들로 인해 상대오차가 발생하였으며 그 결과 측정값과 이론값의 오차를 보이며 완전한 운동량의 보존을 관찰 할 수 없었다. 결국 선운동량 보존법칙(완전 탄성 충돌, 완전 비탄성 충돌)에 대해서 직접적으로 확인할 수는 없었으나 실험을 하는 과정에서 실험에 대한 원리라든지 전반적인 선운동량 보존법칙에 대해 알 수 있었다.
오차 분석
1.활차의 날개가 충돌 시 충격으로 인하여 정확히 게이트와 수직이 아니라 약간 기울어져 서, 측정시간에서 오차가 발생 하였다.
2.이상적인 실험을 하기 위해 공기 미끄럼대를 사용했으나 활차와 공기 미끄럼대 사이의 마 찰력이 0이 되었다고 볼 수 없다.
3.실제 질량이 0.001g의 오차를 보였다.
4.공기 미끄럼대의 바닥을 수평으로 맞추기 위해서 활차의 진행경로를 평행하게 맞추려 했 지만 실험시 평행을 이루는 과정이 다소 부정확하였다.
5.활차가 충돌했을 때 충격을 흡수하는 고무줄로 인해 충격량이 흡수되었을 가능성이 있다.
*참고문헌 및 출처
일반물리학실험/부산대학교 물리학 교재편찬위원회/111~121P
일반물리학/D HALLIDAY

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